KR20230094985A - 절삭 장치 - Google Patents

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타카시 후카자와
사토시 사와키
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 절삭 블레이드의 오장착에 의한 가공 불량의 발생을 방지하는 것이 가능한 절삭 장치를 제공한다. (해결 수단) 피가공물을 절삭하는 절삭 장치로서, 피가공물을 유지면으로 유지하는 척 테이블과, 유지면으로 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드가 선단부에 장착되는 스핀들을 갖는 절삭 유닛과, 절삭 유닛에 장착된 절삭 블레이드의 외주부를 촬상하는 촬상 유닛과, 절삭 블레이드의 방향을 판정하는 판정부를 구비하고, 절삭 블레이드의 외주부에는, 절삭 블레이드로 피가공물을 절삭할 때에 발생하는 절삭 부스러기를 송출하는 제1 면과, 제1 면에 접속된 제2 면을 포함하는 복수의 돌기부가 형성되고, 판정부는, 촬상 유닛에 의해 취득된 돌기부의 화상에 기초하여, 절삭 유닛에 장착된 절삭 블레이드의 방향을 판정한다.

Description

절삭 장치{CUTTING APPARATUS}
본 발명은 피가공물을 절삭하는 절삭 장치에 관한 것이다.
복수의 디바이스가 형성된 웨이퍼를 분할하여 개편화하는 것에 의해, 디바이스를 각각 구비하는 복수의 디바이스 칩이 제조된다. 또한, 복수의 디바이스 칩을 베이스 기판 상에 실장하고, 실장된 디바이스 칩을 수지로 이루어진 밀봉재(몰드 수지)로 피복하는 것에 의해, 패키지 기판이 얻어진다. 이 패키지 기판을 분할하여 개편화하는 것에 의해, 패키지화된 복수의 디바이스 칩을 각각 구비하는 복수의 패키지 디바이스가 제조된다. 디바이스 칩이나 패키지 디바이스는, 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 다양한 전자 기기에 내장된다.
웨이퍼, 패키지 기판 등의 피가공물의 분할에는, 절삭 장치가 이용된다. 절삭 장치는, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 피가공물에 절삭 가공을 실시하는 절삭 유닛을 구비하고 있다. 절삭 유닛에는 스핀들이 내장되어 있고, 스핀들의 선단부에 환형의 절삭 블레이드가 장착된다. 척 테이블로 피가공물을 유지하고, 절삭 블레이드를 회전시키면서 척 테이블과 절삭 유닛을 상대적으로 이동시키면(가공 이송), 절삭 블레이드가 피가공물에 절입되어, 피가공물이 절삭, 분할된다.
절삭 블레이드의 구조, 재질 등은, 절삭의 대상물인 피가공물의 재질, 성질 등에 따라 적절히 선택된다. 예를 들어, 생세라믹스로 이루어지는 판형물을 절삭하여 분할할 때에는, 외주부에 복수의 톱날형의 돌기부가 형성된 절삭 블레이드가 이용되는 경우가 있다(특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평4-179505호
톱날형의 돌기부를 갖는 절삭 블레이드로 피가공물을 절삭하는 경우에는, 절삭 블레이드가 절삭 유닛에 소정의 방향으로 장착된다. 구체적으로는, 돌기부는 절삭면과 여유면을 구비하고 있고, 절삭 블레이드는 절삭면이 여유면보다 절삭 블레이드의 회전 방향 전방에 배치되도록 스핀들의 선단부에 고정된다.
그러나, 절삭 유닛에 절삭 블레이드를 장착할 때, 작업자는, 미세한 돌기부의 방향을 육안으로 분별하고, 또한, 절삭시의 가공 이송 방향 등을 고려하면서 절삭 블레이드를 소정의 방향으로 장착할 필요가 있다. 그 때문에, 절삭 블레이드가 잘못된 방향으로 장착되는 오장착이 발생하기 쉽다. 그리고, 절삭 블레이드가 잘못된 방향으로 장착된 채로 피가공물의 절삭이 속행되면, 피가공물이 의도한 대로 절삭되지 않아, 가공 불량이 발생할 우려가 있다.
또한, 피가공물의 절삭에는, 한 쌍의 절삭 유닛에 한 쌍의 절삭 블레이드가 서로 대면하도록 장착되는, 소위 듀얼 스핀들 타입의 절삭 장치가 이용되는 경우가 있다. 듀얼 스핀들 타입의 절삭 장치에서는, 스핀들에 대한 절삭 블레이드의 방향이 한 쌍의 절삭 유닛에서 서로 상이하다. 그 때문에, 작업자가 절삭 블레이드의 올바른 방향을 착각하기 쉬워, 절삭 블레이드의 오장착이 보다 발생하기 쉽다.
본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 절삭 블레이드의 오장착에 의한 가공 불량의 발생을 방지하는 것이 가능한 절삭 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 피가공물을 절삭하는 절삭 장치로서, 상기 피가공물을 유지면으로 유지하는 척 테이블과, 상기 유지면으로 유지된 상기 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드가 선단부에 장착되는 스핀들을 갖는 절삭 유닛과, 상기 절삭 유닛에 장착된 상기 절삭 블레이드의 외주부를 촬상하는 촬상 유닛과, 상기 절삭 블레이드의 방향을 판정하는 판정부를 구비하고, 상기 절삭 블레이드의 외주부에는, 상기 절삭 블레이드로 상기 피가공물을 절삭할 때에 발생하는 절삭 부스러기를 송출하는 제1 면과, 상기 제1 면에 접속된 제2 면을 포함하는 복수의 돌기부가 설치되고, 상기 판정부는, 상기 촬상 유닛에 의해 취득된 상기 돌기부의 화상에 기초하여, 상기 절삭 유닛에 장착된 상기 절삭 블레이드의 방향을 판정하는 절삭 장치가 제공된다.
또한, 바람직하게는, 상기 판정부는, 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 상기 돌기부의 상기 제1 면 및 상기 제2 면의 치수에 기초하여 상기 절삭 블레이드의 방향을 판정한다. 또한, 바람직하게는, 상기 판정부는, 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 상기 돌기부의 상기 제1 면 및 상기 제2 면의 경사에 기초하여 상기 절삭 블레이드의 방향을 판정한다. 또한, 바람직하게는, 상기 판정부는, 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 상기 돌기부의 화상과 참조 화상을 비교한 결과에 기초하여 상기 절삭 블레이드의 방향을 판정한다.
본 발명의 일 양태에 따른 절삭 장치는, 촬상 유닛에 의해 취득된 절삭 블레이드의 돌기부의 화상에 기초하여, 절삭 유닛에 장착된 절삭 블레이드의 방향을 판정할 수 있다. 이에 의해, 절삭 블레이드가 잘못된 방향으로 장착된 채로 피가공물의 절삭이 속행되는 것을 회피할 수 있어, 절삭 블레이드의 오장착에 의한 가공 불량의 발생이 방지된다.
도 1은, 절삭 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2(A)는, 절삭 블레이드를 도시하는 정면도이고, 도 2(B)는, 절삭 블레이드의 외주부를 확대하여 도시하는 정면도이다.
도 3은, 절삭 유닛을 도시하는 분해 사시도이다.
도 4는, 촬상 유닛을 도시하는 일부 단면 정면도이다.
도 5(A)는, 제1 절삭 유닛을 도시하는 측면도이고, 도 5(B)는, 제2 절삭 유닛을 도시하는 측면도이다.
도 6은, 제어 유닛을 도시하는 블록도이다.
도 7(A)는, 촬상 화상을 도시하는 화상도이고, 도 7(B)는, 합성 화상을 도시하는 화상도이다.
도 8(A)는, 날끝 위치 검출 처리가 실시되는 합성 화상의 일부를 도시하는 화상도이고, 도 8(B)는, 검출 범위 설정 처리가 실시되는 합성 화상의 일부를 도시하는 화상도이고, 도 8(C)는, 극치 특정 처리가 실시되는 합성 화상의 일부를 도시하는 화상도이다.
도 9는, 치수 산출 처리가 실시되는 합성 화상의 일부를 도시하는 화상도이다.
도 10(A)는, 합성 화상을 도시하는 화상도이고, 도 10(B)는, 에지 검출 화상을 도시하는 화상도이고, 도 10(C)는, 직선 추출 처리가 실시되는 에지 검출 화상을 도시하는 화상도이다.
도 11(A)는, 참조 화상을 도시하는 화상도이고, 도 11(B)는, 정(正)장착 상태의 절삭 블레이드의 돌기부의 촬상 화상을 도시하는 화상도이고, 도 11(C)는, 오(誤)장착 상태의 절삭 블레이드의 돌기부의 촬상 화상을 도시하는 화상도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 양태에 관한 실시 형태를 설명한다. 우선, 본 실시 형태에 따른 절삭 장치의 구성예에 대해서 설명한다. 도 1은, 피가공물(11)에 절삭 가공을 실시하는 절삭 장치(2)를 도시한 사시도이다. 또한, 도 1에 있어서, X축 방향(가공 이송 방향, 제1 수평 방향, 전후 방향)과 Y축 방향(인덱싱 이송 방향, 제2 수평 방향, 좌우 방향)은, 서로 수직인 방향이다. 또한, Z축 방향(연직 방향, 상하 방향, 높이 방향)은, X축 방향 및 Y축 방향과 수직인 방향이다.
절삭 장치(2)는, 절삭 장치(2)를 구성하는 각 구성 요소를 지지 또는 수용하는 직방체 형상의 베이스(4)를 구비한다. 베이스(4)의 전단 측의 모서리부에는, 직사각형 형상의 개구(4a)가 설치되어 있다. 개구(4a)의 내측에는, 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 승강하는 카세트 지지대(6)가 설치되어 있다. 카세트 지지대(6) 상에는, 절삭 장치(2)에 의한 가공의 대상물인 복수의 피가공물(11)을 수용 가능한 카세트(8)가 배치된다. 또한, 도 1에서는 카세트(8)의 윤곽을 2점 쇄선으로 나타내고 있다.
예를 들어, 피가공물(11)은, 단결정 실리콘 등의 반도체 재료로 이루어진 원반형의 웨이퍼이며, 서로 대략 평행한 표면 및 이면을 구비한다. 피가공물(11)은, 서로 교차하도록 격자형으로 배열된 복수의 스트리트(분할 예정 라인)에 의해, 복수의 직사각형의 영역으로 구획되어 있다. 또한, 피가공물(11)의 표면 측에는, 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 각각 형성된 복수의 디바이스가 설치되어 있다. 디바이스의 예로서는, IC(Integrated Circuit), LSI(Large Scale Integration), LED(Light Emitting Diode), MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 디바이스 등을 들 수 있다.
피가공물(11)의 이면 측에는, 테이프(다이싱 테이프)(13)가 부착된다. 예를 들어, 테이프(13)는, 피가공물(11)보다 직경이 큰 원형의 필름(기재)과, 기재 상의 점착제(풀층)를 포함한다. 예를 들어, 기재는 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 수지로 이루어지고, 점착제는 에폭시계, 아크릴계, 또는 고무계의 접착제로 이루어진다. 또한, 점착제는, 자외선의 조사에 의해 경화되는 자외선 경화형의 수지여도 된다.
테이프(13)의 외주부는, 금속 등으로 이루어지는 환형의 프레임(15)에 부착된다. 프레임(15)의 중앙부에는 프레임(15)을 두께 방향으로 관통하는 원형의 개구가 형성되어 있다. 프레임(15)의 개구의 직경은 피가공물(11)의 직경보다 크고, 피가공물(11)은 프레임(15)의 개구의 내측에 배치된다. 테이프(13)의 중앙부를 피가공물(11)에 부착하고, 테이프(13)의 외주부를 프레임(15)에 부착하면, 피가공물(11)이 테이프(13)를 통해 프레임(15)에 의해 지지된다.
피가공물(11)은, 프레임(15)에 의해 지지된 상태로 카세트(8)에 수용되고, 절삭 장치(2)에 의해 절삭된다. 예를 들어, 절삭 장치(2)로 피가공물(11)을 스트리트를 따라 절삭하여 분할하는 것에 의해, 디바이스를 각각 포함하는 복수의 디바이스 칩이 얻어진다.
다만, 피가공물(11)의 종류, 재질, 형상, 구조, 크기 등에 제한은 없다. 예를 들어, 피가공물(11)은, 실리콘 이외의 반도체(GaAs, InP, GaN, SiC 등), 유리, 사파이어, 세라믹스, 수지, 금속 등으로 이루어진 기판(웨이퍼)이어도 좋다. 또한, 디바이스의 종류, 수량, 형상, 구조, 크기, 배치 등에도 제한은 없고, 피가공물(11)에는 디바이스가 형성되어 있지 않아도 좋다.
또한, 피가공물(11)은, CSP(Chip Size Package) 기판, QFN(Quad Flat Non-leaded package) 기판 등의 패키지 기판이어도 좋다. 예를 들어, 패키지 기판은, 베이스 기판 상에 실장된 복수의 디바이스 칩을 수지층(몰드 수지)으로 밀봉하는 것에 의해 형성된다. 패키지 기판을 분할하여 개편화하는 것에 의해, 패키지화된 복수의 디바이스 칩을 각각 구비하는 복수의 패키지 디바이스가 제조된다.
개구(4a)의 측방에는, 길이 방향이 X축 방향을 따르도록 형성된 직사각형 형상의 개구(4b)가 설치되어 있다. 개구(4b)의 내측에는, 피가공물(11)을 유지하는 척 테이블(유지 테이블)(10)이 설치되어 있다. 척 테이블(10)의 상면은, 수평면(XY 평면)과 대략 평행한 평탄면이며, 피가공물(11)을 유지하는 유지면(10a)을 구성하고 있다. 유지면(10a)은, 척 테이블(10)의 내부에 설치된 유로(도시하지 않음), 밸브(도시하지 않음) 등을 통해, 이젝터 등의 흡인원(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
척 테이블(10)에는, 척 테이블(10)을 X축 방향을 따라서 이동시키는 이동 기구(12)가 설치되어 있다. 예를 들어, 이동 기구(12)는, 볼 나사식의 이동 기구이며, X축 방향을 따라 배치된 X축 볼 나사(도시하지 않음)와, X축 볼 나사를 회전시키는 X축 펄스 모터(도시하지 않음)를 구비한다.
또한, 이동 기구(12)는, 척 테이블(10)을 둘러싸도록 설치된 평판 형상의 테이블 커버(14)를 구비한다. 또한, 테이블 커버(14)의 전방 및 후방에는, X축 방향을 따라 신축 가능한 벨로우즈 형상의 방진 방적 커버(16)가 설치되어 있다. 테이블 커버(14) 및 방진 방적 커버(16)는, 개구(4b)의 내부에 배치된 이동 기구(12)의 구성 요소(X축 볼 나사, X축 펄스 모터 등)를 덮도록 설치된다.
척 테이블(10)에는, 척 테이블(10)을 Z축 방향과 대략 평행한 회전축의 둘레로 회전시키는 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)이 연결되어 있다. 또한, 척 테이블(10)의 주위에는, 피가공물(11)을 지지하는 프레임(15)을 파지하여 고정하는 복수의 클램프(18)가 설치되어 있다.
개구(4a, 4b)의 근방에는, 피가공물(11)을 카세트(8)와 척 테이블(10) 사이에서 반송하는 반송 기구(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 피가공물(11)은, 반송 기구에 의해 카세트(8)로부터 인출되어, 척 테이블(10)에 반송된다. 이 때 피가공물(11)은, 테이프(13)를 통해 척 테이블(10)의 유지면(10a) 상에 배치된다. 또한, 프레임(15)이 복수의 클램프(18)에 의해 파지된다. 이 상태로, 유지면(10a)에 흡인원의 흡인력(부압)을 작용시키면, 피가공물(11)이 테이프(13)를 통해 척 테이블(10)에 의해 흡인 유지된다.
척 테이블(10)의 상방에는, 피가공물(11)을 절삭하는 절삭 유닛(20a)(제1 절삭 유닛) 및 절삭 유닛(20b)(제2 절삭 유닛)이 설치되어 있다. 또한, 베이스(4)의 상면 상에는, 절삭 유닛(20a, 20b)을 지지하는 도어형의 지지 구조(22)가, 개구(4b)를 넘도록 배치되어 있다.
지지 구조(22)의 전면 측의 양측 단부에는, 이동 기구(24a, 24b)가 설치되어 있다. 이동 기구(24a)는 절삭 유닛(20a)을 Y축 방향 및 Z축 방향을 따라 이동시키는 볼 나사식의 이동 기구이며, 이동 기구(24b)는 절삭 유닛(20b)을 Y축 방향 및 Z축 방향을 따라 이동시키는 볼 나사식의 이동 기구이다. 이동 기구(24a, 24b)는, 지지 구조(22)의 전면 측에 Y축 방향을 따라 배치된 한 쌍의 Y축 가이드 레일(26)에 장착되어 있다.
이동 기구(24a)는, 평판 형상의 Y축 이동 플레이트(28a)를 구비한다. Y축 이동 플레이트(28a)는, 한 쌍의 Y축 가이드 레일(26)에 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. Y축 이동 플레이트(28a)의 이면 측(후면 측)에는, 너트부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 너트부에는, Y축 가이드 레일(26)과 대략 평행하게 배치된 Y축 볼 나사(30a)가 나사 결합되어 있다. 또한, Y축 볼 나사(30a)의 단부에는, Y축 볼 나사(30a)를 회전시키는 Y축 펄스 모터(32)가 연결되어 있다. Y축 펄스 모터(32)에 의해 Y축 볼 나사(30a)를 회전시키면, Y축 이동 플레이트(28a)가 Y축 가이드 레일(26)을 따라 Y축 방향으로 이동한다.
Y축 이동 플레이트(28a)의 표면(전면) 측에는, 한 쌍의 Z축 가이드 레일(34a)이 Z축 방향을 따라 고정되어 있다. 한 쌍의 Z축 가이드 레일(34a)에는, 평판 형상의 Z축 이동 플레이트(36a)가 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. Z축 이동 플레이트(36a)의 이면 측(후면 측)에는 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 이 너트부에는, Z축 가이드 레일(34a)과 대략 평행하게 배치된 Z축 볼 나사(38a)가 나사 결합되어 있다. 또한, Z축 볼 나사(38a)의 단부에는, Z축 볼 나사(38a)를 회전시키는 Z축 펄스 모터(40a)가 연결되어 있다. Z축 펄스 모터(40a)에 의해 Z축 볼 나사(38a)를 회전시키면, Z축 이동 플레이트(36a)가 Z축 가이드 레일(34a)을 따라 Z축 방향으로 이동한다.
마찬가지로, 이동 기구(24b)는, 평판 형상의 Y축 이동 플레이트(28b)를 구비한다. Y축 이동 플레이트(28b)는, 한 쌍의 Y축 가이드 레일(26)에 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. Y축 이동 플레이트(28b)의 이면 측(후면 측)에는 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 이 너트부에는, Y축 가이드 레일(26)과 대략 평행하게 배치된 Y축 볼 나사(30b)가 나사 결합되어 있다. 또한, Y축 볼 나사(30b)의 단부에는, Y축 볼 나사(30b)를 회전시키는 Y축 펄스 모터(도시하지 않음)가 연결되어 있다. Y축 펄스 모터에 의해 Y축 볼 나사(30b)를 회전시키면, Y축 이동 플레이트(28b)가 Y축 가이드 레일(26)을 따라 Y축 방향으로 이동한다.
Y축 이동 플레이트(28b)의 표면(전면) 측에는, 한 쌍의 Z축 가이드 레일(34b)이 Z축 방향을 따라 고정되어 있다. 한 쌍의 Z축 가이드 레일(34b)에는, 평판 형상의 Z축 이동 플레이트(36b)가 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. Z축 이동 플레이트(36b)의 이면 측(후면 측)에는 너트부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 너트부에는, Z축 가이드 레일(34b)과 대략 평행하게 배치된 Z축 볼 나사(38b)가 나사 결합되어 있다. 또한, Z축 볼 나사(38b)의 단부에는, Z축 볼 나사(38b)를 회전시키는 Z축 펄스 모터(40b)가 연결되어 있다. Z축 펄스 모터(40b)에 의해 Z축 볼 나사(38b)를 회전시키면, Z축 이동 플레이트(36b)가 Z축 가이드 레일(34b)을 따라 Z축 방향으로 이동한다.
절삭 유닛(20a)은 Z축 이동 플레이트(36a)의 하부에 고정되고, 절삭 유닛(20b)은 Z축 이동 플레이트(36b)의 하부에 고정된다. 또한, 절삭 유닛(20a, 20b)에 인접하는 위치에는, 척 테이블(10)에 의해서 유지된 피가공물(11) 등의 피사체를 촬상하는 촬상 유닛(42)이 설치되어 있다.
촬상 유닛(42)은, CCD(Charged-Coupled Devices) 센서, CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 센서 등의 촬상 소자와, 대물 렌즈 등의 광학 소자를 포함하는 광학계를 구비한다. 또한, 촬상 유닛(42)의 종류는, 피가공물(11)의 재질 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 촬상 유닛(42)으로서 가시광 카메라나 적외선 카메라가 사용된다. 촬상 유닛(42)에 의해 취득된 화상은, 피가공물(11)과 절삭 유닛(20a, 20b)의 위치 맞춤 등에 이용된다.
개구(4b)의 측방에는, 원형의 개구(4c)가 형성되어 있다. 개구(4c)의 내측에는, 피가공물(11)을 세정하는 세정 유닛(44)이 설치되어 있다. 세정 유닛(44)은, 피가공물(11)을 유지하여 회전하는 스피너 테이블(46)과, 스피너 테이블(46)에 의해 유지된 피가공물(11)에 세정 유체를 공급하는 노즐(48)을 구비한다.
스피너 테이블(46)의 상면은, 수평면(XY 평면)과 대략 평행한 평탄면이며, 피가공물(11)을 유지하는 유지면(46a)을 구성하고 있다. 유지면(46a)은, 스피너 테이블(46)의 내부에 설치된 유로(도시하지 않음), 밸브(도시하지 않음) 등을 통해, 이젝터 등의 흡인원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 또한, 스피너 테이블(46)에는, 스피너 테이블(46)을 Z축 방향과 대략 평행한 회전축의 둘레로 회전시키는 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)이 연결되어 있다.
스피너 테이블(46)의 상방에는, 세정 유체를 공급하는 노즐(48)이 배치되어 있다. 예를 들어, 세정 유체로서, 액체(순수 등)나, 액체(순수 등)와 기체(에어 등)를 포함하는 혼합 유체가 사용된다. 스피너 테이블(46)에 의해 피가공물(11)을 유지한 상태로, 스피너 테이블(46)을 회전시키면서 노즐(48)로부터 피가공물(11)을 향해 세정 유체를 공급하는 것에 의해, 피가공물(11)이 세정된다.
개구(4b, 4c)의 근방에는, 피가공물(11)을 척 테이블(10)과 스피너 테이블(46)의 사이에서 반송하는 반송 기구(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 피가공물(11)은, 절삭 유닛(20a, 20b)에 의해 가공된 후, 반송 기구에 의해 척 테이블(10)로부터 스피너 테이블(46)에 반송되어, 세정된다. 그리고, 세정 후의 피가공물(11)은 반송 기구에 의해 카세트(8)에 반입된다.
베이스(4)의 상측에는, 베이스(4) 상에 탑재된 구성 요소를 덮는 커버(50)가 설치되어 있다. 도 1에서는, 커버(50)의 윤곽을 2점 쇄선으로 나타내고 있다.
커버(50)의 측부에는, 절삭 장치(2)에 관한 정보를 표시하는 표시 유닛(표시부, 표시 장치)(52)이 설치되어 있다. 표시 유닛(52)은, 각종 디스플레이에 의해서 구성할 수 있고, 피가공물(11)의 가공에 관한 정보(가공 조건, 가공 상황 등) 등을 표시한다. 예를 들어, 표시 유닛(52)으로서 터치 패널식의 디스플레이가 이용된다. 이 경우, 표시 유닛(52)은 절삭 장치(2)에 정보를 입력하기 위한 입력 유닛(입력부, 입력 장치)으로서도 기능하고, 오퍼레이터는 표시 유닛(52)의 터치 조작에 의해 절삭 장치(2)에 정보를 입력할 수 있다. 즉, 표시 유닛(52)이 사용자 인터페이스로서 기능한다.
커버(50)의 상부에는, 오퍼레이터에게 정보를 통지하는 통지 유닛(통지부, 통지 장치)(54)이 설치되어 있다. 예를 들어, 통지 유닛(54)은 표시등(경고등)이며, 표시등은 절삭 장치(2)에서 이상이 발생했을 때에 점등 또는 점멸하여 오퍼레이터에게 에러를 통지한다. 다만, 통지 유닛(54)의 종류에 제한은 없다. 예를 들어, 통지 유닛(54)은, 소리 또는 음성으로 오퍼레이터에게 정보를 통지하는 스피커여도 된다.
또한, 절삭 장치(2)는, 절삭 장치(2)를 제어하는 제어 유닛(제어부, 제어 장치)(56)을 구비한다. 제어 유닛(56)은, 절삭 장치(2)를 구성하는 각 구성 요소(카세트 지지대(6), 척 테이블(10), 이동 기구(12), 클램프(18), 절삭 유닛(20a, 20b), 이동 기구(24a, 24b), 촬상 유닛(42), 세정 유닛(44), 표시 유닛(52), 통지 유닛(54) 등)에 접속되어 있다.
제어 유닛(56)은, 절삭 장치(2)의 각 구성 요소에 제어 신호를 출력하는 것에 의해, 각 구성 요소의 동작을 제어하여, 절삭 장치(2)를 가동시킨다. 예를 들어, 제어 유닛(56)은, 컴퓨터에 의해 구성되고, 절삭 장치(2)의 가동에 필요한 연산을 행하는 CPU(Central Processing Unit) 등의 프로세서와, 절삭 장치(2)의 가동에 이용되는 각종 정보(데이터, 프로그램 등)를 기억하는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등의 메모리를 포함한다.
절삭 유닛(20a, 20b)에는 각각, 피가공물(11)을 절삭하는 환형의 절삭 블레이드(58)가 장착된다. 이에 의해, 한 쌍의 절삭 블레이드(58)가 서로 대면하도록 배치된다. 그리고, 절삭 유닛(20a, 20b)은 각각, 절삭 블레이드(58)를 회전시키면서 척 테이블(10)에 의해 흡인 유지된 피가공물(11)에 절입시킴으로써, 피가공물(11)을 절삭한다. 다만, 절삭 장치(2)가 구비하는 절삭 유닛의 수는 1세트여도 좋다.
도 2(A)는, 절삭 블레이드(58)를 도시한 정면도이다. 예를 들어, 절삭 블레이드(58)는, 초경합금, 스테인리스강 등의 금속으로 이루어지고 지립을 함유하지 않는 환형의 절삭 블레이드(메탈 쏘, 초경 커터)이다.
절삭 블레이드(58)가 초경합금으로 이루어지는 메탈 쏘인 경우, 초경합금에 포함되는 금속은 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 절삭 블레이드(58)는, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 티탄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈 등의 금속의 탄화물과, 철계 금속(철, 코발트, 니켈 등)을 배합하여 소결하는 것에 의해 얻어지는 복합 재료(합금)로 이루어진다. 특히, 탄화텅스텐(WC)과 코발트를 포함하는 WC-Co계 합금은, 넓은 온도 범위에 있어서 높은 경도를 나타내고, 우수한 기계적 강도를 갖기 때문에, 절삭 블레이드(58)의 재질로서 적합하다.
다만, 절삭 블레이드(58)의 재질에 제한은 없다. 예를 들어, 절삭 블레이드(58)는, 다이아몬드, 입방정 질화붕소(cBN: cubic Boron Nitride) 등으로 이루어지는 지립을, 금속, 세라믹스, 수지 등으로 이루어지는 결합재로 고정하는 것에 의해 형성된 환형의 지석이어도 좋다.
절삭 블레이드(58)의 중앙부에는, 절삭 블레이드(58)를 두께 방향으로 관통하는 원형의 개구(58a)가 형성되어 있다. 또한, 절삭 블레이드(58)의 외주부에는, 절삭 블레이드(58)의 직경 방향 외측을 향해 돌출되는 복수의 톱날형의 돌기부(볼록부, 톱날)(60)가 설치되어 있다. 복수의 돌기부(60)는, 대략 동일 형상으로 형성되고, 절삭 블레이드(58)의 둘레 방향을 따라 대략 등간격으로 배열되어 있다.
도 2(B)는, 절삭 블레이드(58)의 외주부를 확대하여 도시한 정면도이다. 돌기부(60)는, 절삭 블레이드(58)의 두께 방향과 대략 평행한 제1 면(절삭면)(60a) 및 제2 면(여유면)(60b)을 포함한다. 제1 면(60a)의 일단(선단)과 제2 면(60b)의 일단(선단)은 서로 접속되어 있고, 돌기부(60)의 선단(60c)을 구성하고 있다. 또한, 제1 면(60a)의 타단(기단)과 제2 면(60b)의 타단(기단)은 각각, 돌기부(60)의 바닥(날 바닥)(60d)을 구성하고 있고, 인접하는 다른 돌기부(60)의 바닥(60d)에 접속되어 있다.
절삭 블레이드(58)의 직경 방향에 대한 제1 면(60a)의 경사각은, 절삭 블레이드(58)의 직경 방향에 대한 제2 면(60b)의 경사각보다 작다. 즉, 돌기부(60)는, 제1 면(60a)이 제2 면(60b)보다 가파르게 형성되어 있다. 예를 들어, 제1 면(60a)은 절삭 블레이드(58)의 직경 방향과 평행하게 형성되고(경사각 = 0°), 제2 면(60b)은 절삭 블레이드(58)의 직경 방향에 대하여 경사지도록 형성된다(경사각 > 0°). 또한, 제1 면(60a)의 일단으로부터 타단까지의 거리는 제2 면(60b)의 일단으로부터 타단까지의 거리보다도 짧고, 제1 면(60a)의 면적은 제2 면(60b)의 면적보다도 작다.
절삭 블레이드(58)는, 절삭 유닛(20a)(도 1 참조)에 장착되고, 화살표(A)(도 2(A) 참조)로 도시하는 방향으로 회전한다. 즉, 절삭 블레이드(58)는, 각 돌기부(60)에 있어서 제1 면(60a)이 제2 면(60b)보다 절삭 블레이드(58)의 회전 방향 전방에 위치되도록 회전한다. 그리고, 절삭 유닛(20a)은, 회전하는 절삭 블레이드(58)를 척 테이블(10)에 의해 유지된 피가공물(11)에 절입시킴으로써, 피가공물(11)을 절삭한다. 마찬가지로, 절삭 블레이드(58)는 절삭 유닛(20b)(도 1 참조)에도 장착되고, 절삭 유닛(20b)은 절삭 블레이드(58)로 피가공물(11)을 절삭한다.
회전하는 절삭 블레이드(58)를 피가공물(11)에 절입시키면, 주로 돌기부(60)의 제1 면(60a)이 피가공물(11)에 접촉하여 피가공물(11)을 깎아낸다. 그리고, 절삭 블레이드(58)로 피가공물(11)을 절삭할 때에 발생하는 부스러기(절삭 부스러기)가, 제1 면(60a)에 의해 절삭 블레이드(58)의 회전 방향 전방 측으로 송출된다.
다음에, 절삭 유닛(20a, 20b)의 구성예에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는 절삭 유닛(20a)의 구성예에 대해서 설명하지만, 절삭 유닛(20b)도 절삭 유닛(20a)과 마찬가지로 구성할 수 있다.
도 3은, 절삭 유닛(20a)을 도시하는 분해 사시도이다. 절삭 유닛(20a)은, 이동 기구(24a)(도 1 참조)에 연결된 기둥 형상의 하우징(62)을 구비한다. 하우징(62)에는, Y축 방향을 따라 배치된 원기둥 형상의 스핀들(64)이 수용되어 있다. 스핀들(64)의 선단부(일단 측)는 하우징(62)으로부터 노출되어 있고, 스핀들(64)의 기단부(타단 측)에는 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)이 접속되어 있다. 또한, 스핀들(64)의 선단부에는 개구(64a)가 형성되어 있고, 개구(64a)의 내벽에는 나사 홈(64b)이 형성되어 있다.
스핀들(64)의 선단부에는, 블레이드 마운트(66)가 고정된다. 블레이드 마운트(66)는, 원반형의 플랜지부(68)와, 플랜지부(68)의 표면(68a)으로부터 돌출되는 원기둥 형상의 보스부(지지축)(70)를 포함한다. 또한, 블레이드 마운트(66)에는, 플랜지부(68) 및 보스부(70)의 중앙부를 관통하는 개구(66a)가 형성되어 있다. 고정 볼트(72)를, 블레이드 마운트(66)의 개구(66a)를 통해 스핀들(64)의 개구(64a)에 삽입하고, 나사 홈(64b)에 체결하는 것에 의해, 블레이드 마운트(66)가 스핀들(64)의 선단부에 고정된다.
플랜지부(68)의 외주부의 표면(68a) 측에는, 표면(68a)으로부터 돌출하는 환형의 볼록부(68b)가, 플랜지부(68)의 외주 가장자리를 따라 형성되어 있다. 볼록부(68b)의 선단면은 표면(68a)과 대략 평행한 평탄면이며, 절삭 블레이드(58)를 지지하는 지지면을 구성하고 있다. 또한, 보스부(70)의 외주면에는 나사 홈(70a)이 형성되어 있다.
블레이드 마운트(66)에는, 절삭 블레이드(58)와, 금속 등으로 이루어지는 환형의 플랜지(가압 플랜지)(74)가 장착된다. 또한, 플랜지(74)의 중앙부에는, 플랜지(74)를 두께 방향으로 관통하는 원형의 개구(74a)가 형성되어 있다.
절삭 블레이드(58)의 개구(58a)와 플랜지(74)의 개구(74a)에 블레이드 마운트(66)의 보스부(70)를 순서대로 삽입하면, 절삭 블레이드(58) 및 플랜지(74)가 블레이드 마운트(66)에 지지된다. 이 상태에서, 환형의 고정 너트(76)를 보스부(70)의 나사 홈(70a)에 나사 결합시켜 체결하면, 절삭 블레이드(58) 및 플랜지(74)가 블레이드 마운트(66)에 고정된다. 그 결과, 절삭 블레이드(58)가 플랜지부(68)와 플랜지(74)에 의해 협지되어, 스핀들(64)의 선단부에 장착된다.
또한, 하우징(62)에는, 스핀들(64)의 선단부(블레이드 마운트(66))에 장착된 절삭 블레이드(58)를 덮는 블레이드 커버(78)가 장착되어 있다. 블레이드 커버(78)는, 하우징(62)의 선단부에 고정된 본체부(80)와, 본체부(80)에 접근 및 이격되도록 X축 방향을 따라 슬라이드 가능한 슬라이드 커버(82)를 구비한다.
슬라이드 커버(82)는, 에어 실린더(84)를 통해 본체부(80)에 연결되어 있다. 본체부(80)에 설치된 연결구(86)에 에어가 공급되면, 에어 실린더(84)가 구동하고, 슬라이드 커버(82)가 본체부(80)로부터 이격되도록 X축 방향을 따라 슬라이드한다. 이에 의해, 블레이드 커버(78)가 개방 상태가 되어, 절삭 블레이드(58)를 스핀들(64)의 선단부에 장착할 수 있게 된다. 또한, 절삭 블레이드(58)의 장착 후, 슬라이드 커버(82)를 본체부(80) 측으로 슬라이드시켜 블레이드 커버(78)를 폐쇄 상태로 하는 것에 의해, 절삭 블레이드(58)가 블레이드 커버(78)에 덮인다.
본체부(80)에는, 순수 등의 액체(절삭액)가 공급되는 연결구(88)와, 연결구(88)에 접속된 절삭액 공급로(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 절삭액 공급로의 선단부는, 절삭 블레이드(58)의 외주부를 향해 개구되어 있다. 연결구(88)에 절삭액이 공급되면, 절삭액이 절삭액 공급로에 유입되어, 절삭 블레이드(58)의 외주부에 공급된다.
슬라이드 커버(82)에는, 순수 등의 액체(절삭액)가 공급되는 한 쌍의 연결구(90)와, 한 쌍의 연결구(90)에 접속된 한 쌍의 노즐(92)이 설치되어 있다. 한 쌍의 노즐(92)은, 스핀들(64)의 선단부에 장착된 절삭 블레이드(58)의 하부를 사이에 두도록 배치된다. 또한, 노즐(92)의 선단부에는, 절삭 블레이드(58)를 향해 개구되는 절삭액 공급구(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 한 쌍의 연결구(90)에 절삭액이 공급되면, 절삭액이 한 쌍의 노즐(92)에 유입되고, 절삭액 공급구로부터 절삭 블레이드(58)의 표면 및 이면을 향해 절삭액이 분사된다.
스핀들(64)의 선단부에 장착된 절삭 블레이드(58)는, 회전 구동원(도시하지 않음)으로부터 스핀들(64) 및 블레이드 마운트(66)를 통해 전달되는 동력에 의해, Y축 방향과 대략 평행한 회전축의 둘레를 회전한다. 그리고, 회전하는 절삭 블레이드(58)를 피가공물(11)(도 1 참조)에 절입시킴으로써, 피가공물(11)이 절삭된다. 또한, 피가공물(11)의 절삭 중에는, 피가공물(11) 및 절삭 블레이드(58)에 절삭액이 공급된다. 이에 의해, 피가공물(11) 및 절삭 블레이드(58)가 냉각되고, 피가공물(11)의 절삭에 의해 발생한 절삭 부스러기가 세정된다.
또한, 블레이드 커버(78)에는, 절삭 블레이드(58)를 촬상하는 촬상 유닛(94)이 설치되어 있다. 절삭 유닛(20a)에 장착된 절삭 블레이드(58)의 외주부를 촬상 유닛(94)으로 촬상하는 것에 의해, 절삭 블레이드(58)의 외주부의 상태를 감시할 수 있다.
도 4는, 촬상 유닛(94)을 도시하는 일부 단면 정면도이다. 촬상 유닛(94)은 광을 발하는 발광부(100)와, 발광부(100)가 발한 광을 수광하는 수광부(110)를 구비한다. 발광부(100)와 수광부(110)는, 스핀들(64)의 선단부에 장착된 절삭 블레이드(58)의 상단부를 Y축 방향에서 사이에 두도록 배치된다.
발광부(100)는, 직방체 형상의 케이싱(102)을 구비한다. 케이싱(102)에는, LED 등의 광원(104), 집광 렌즈(106) 및 미러(108)가 수용되어 있다. 광원(104)이 발한 광은, 광원(104)의 하방에 설치된 집광 렌즈(106)에 입사한다. 그리고, 집광 렌즈(106)로부터 출사된 광은, 집광 렌즈(106)의 하방에 설치된 미러(108)의 표면에서 집광, 반사되어, 수광부(110)를 향해 조사된다. 발광부(100)로부터 출사된 광은, Y축 방향과 대략 평행한 방향을 따라 진행하고, 수광부(110)에 도달한다.
수광부(110)는, 발광부(100)로부터 수광부(110)에 도달한 광에 의해 형성되는 상을 확대하는 현미경(112)과, 현미경(112)에 의해 확대된 상을 촬영하는 카메라(122)를 구비한다.
현미경(112)은, 직방체 형상의 케이싱(114)을 구비한다. 케이싱(114)에는, 미러(116) 및 볼록 렌즈(118, 120)가 수용되어 있다. 발광부(100)로부터 수광부(110)에 도달한 광은, 미러(116)의 표면에서 반사하여, 볼록 렌즈(118, 120)를 순서대로 통과한다. 그리고, 볼록 렌즈(120)로부터 출사된 광이 카메라(122)에 입사한다. 카메라(122)는, 현미경(112)으로부터 입사한 광을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자(CCD 센서, CMOS 센서 등)를 구비하고 있고, 현미경(112)으로부터 입사한 광을 촬상한다.
또한, 블레이드 커버(78)에는, 기체 공급로(124)가 설치되어 있다. 기체 공급로(124)의 일단 측은 절삭 블레이드(58)의 상단부를 향해 개구하고 있고, 기체 공급로(124)의 타단 측은 기체 공급원(126)에 접속되어 있다. 기체 공급원(126)으로부터 기체 공급로(124)에 공급된 에어 등의 기체가, 기체 공급로(124)로부터 절삭 블레이드(58)의 상단부에 분사된다. 이것에 의해, 절삭 블레이드(58)에 부착되어 있는 이물(절삭 부스러기, 절삭액 등)이 제거된다.
절삭 블레이드(58)가 스핀들(64)의 선단부에 장착된 상태에서 광원(104)을 발광시키면, 발광부(100)로부터 수광부(110)를 향해 광이 조사된다. 이때, 발광부(100)로부터 조사된 광의 일부는, 절삭 블레이드(58)의 외주부(상단부)에 의해 차단되어, 수광부(110)에 도달하지 않는다. 그리고, 수광부(110)에 도달하여 현미경(112)을 통과한 광을 카메라(122)로 촬상하면, 절삭 블레이드(58)의 외주부의 확대 화상이 취득된다.
예를 들어, 촬상 유닛(94)은, 피가공물(11)의 가공 전후 또는 가공 중에 절삭 블레이드(58)의 외주부를 촬상한다. 이에 의해, 절삭 블레이드(58)의 마모량, 절삭 블레이드(58)의 외주부에 있어서의 절결, 균열의 유무 등이 확인되고, 절삭 블레이드(58)의 상태가 감시된다. 또한, 절삭 블레이드(58)의 촬상 전에, 기체 공급로(124)로부터 절삭 블레이드(58)에 기체를 분사하여 절삭 블레이드(58)에 부착되어 있는 이물을 제거해 둠으로써, 촬상 유닛(94)에 의해 취득되는 절삭 블레이드(58)의 화상에 이물이 찍히는 것을 방지할 수 있다.
도 5(A)는, 절삭 유닛(20a)을 도시하는 측면도이고, 도 5(B)는, 절삭 유닛(20b)을 도시하는 측면도이다. 절삭 유닛(20a, 20b)에는 각각 절삭 블레이드(58)가 장착되고, 한 쌍의 절삭 블레이드(58)가 서로 대면하도록 배치된다(도 1 참조). 또한, 절삭 유닛(20a, 20b)에는 각각 촬상 유닛(94)이 장착되어 있고, 한 쌍의 절삭 블레이드(58)의 외주부(상단부)가 촬상 유닛(94)에 의해 촬상된다.
또한, 고정 너트(76) 측에서 절삭 블레이드(58)를 보았을 때의 절삭 블레이드(58) 및 스핀들(64)의 회전 방향은, 절삭 유닛(20a)과 절삭 유닛(20b)에서 역방향이 된다. 예를 들어, 절삭 유닛(20a)에 장착된 절삭 블레이드(58)는 시계 방향(도 5(A)의 화살표(A)로 도시하는 방향)으로 회전하고, 절삭 유닛(20b)에 장착된 절삭 블레이드(58)는 반시계 방향(도 5(B)의 화살표(B)로 도시하는 방향)으로 회전한다.
그리고, 상술한 바와 같이 절삭 블레이드(58)는, 각 돌기부(60)의 제1 면(60a)이 제2 면(60b)보다 절삭 블레이드(58)의 회전 방향 전방에 위치되도록, 절삭 유닛(20a,20b)에 장착된다. 그 때문에, 도 5(A) 및 도 5(B)에 도시된 바와 같이, 절삭 유닛(20a)과 절삭 유닛(20b)에서 절삭 블레이드(58)의 장착 방향(돌기부(60)의 방향)이 반대가 된다.
그러나, 절삭 유닛(20a, 20b)에 절삭 블레이드(58)를 장착할 때, 작업자는, 미세한 돌기부(60)의 방향을 육안으로 분별하고, 또한, 절삭 시의 가공 이송 방향 등을 고려하면서 절삭 블레이드(58)를 소정의 방향으로 장착할 필요가 있다. 그 때문에, 절삭 블레이드(58)가 잘못된 방향으로 장착되는 오장착이 생기기 쉽다. 특히, 도 5(A) 및 도 5(B)에 도시된 바와 같이 절삭 유닛(20a, 20b)에 한 쌍의 절삭 블레이드(58)가 서로 상이한 방향으로 장착되는 경우에는, 작업자가 절삭 블레이드(58)의 올바른 방향을 착각하기 쉬워, 절삭 블레이드(58)의 오장착이 보다 발생하기 쉽다. 그리고, 절삭 블레이드(58)가 잘못된 방향으로 장착된 채로 피가공물(11)의 절삭이 속행되면, 피가공물(11)이 의도한 대로 절삭되지 않아, 가공 불량이 발생할 우려가 있다.
따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 절삭 유닛(20a, 20b)에 장착된 절삭 블레이드(58)의 외주부를 촬상 유닛(94)으로 촬상하고, 촬상 유닛(94)에 의해 취득된 절삭 블레이드(58)의 화상에 기초하여 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정한다. 이에 의해, 절삭 블레이드(58)가 잘못된 방향으로 장착된 채로 피가공물(11)의 절삭이 속행되는 것을 방지할 수 있다.
절삭 블레이드(58)의 방향의 판정은, 절삭 장치(2)의 제어 유닛(56)(도 1 참조)에 의해 제어된다. 도 6은, 제어 유닛(56)을 도시하는 블록도이다. 또한, 도 6에는, 제어 유닛(56)의 기능적인 구성을 도시하는 블록에 더하여, 절삭 장치(2)의 일부의 구성 요소(절삭 유닛(20a), 표시 유닛(52), 통지 유닛(54), 촬상 유닛(94))를 도시하고 있다. 또한, 이하에서는 절삭 유닛(20a)에 장착된 절삭 블레이드(58)의 방향의 판정에 대해서 설명하지만, 절삭 유닛(20b)에 장착된 절삭 블레이드(58)의 방향의 판정도 동일한 처리에 의해서 실시할 수 있다.
제어 유닛(56)은, 절삭 장치(2)의 가동에 필요한 처리를 실행하는 처리부(130)와, 처리부(130)에 의한 처리에 이용되는 정보(데이터, 프로그램 등)를 기억하는 기억부(136)를 포함한다. 또한, 처리부(130)는, 절삭 유닛(20a)에 장착된 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정하는 판정부(132)와, 판정부(132)에 의한 판정의 결과에 기초하여 절삭 장치(2)의 구성 요소의 구동을 제어하는 구동 제어부(134)를 포함한다.
판정부(132)는, 촬상 유닛(94)에 구비된 카메라(122)에 접속되어 있다. 또한, 판정부(132)는, 절삭 블레이드(58)의 외주부(상단부)의 화상을 취득하는 화상 취득부(132a)를 포함한다. 촬상 유닛(94)은, 절삭 유닛(20a)에 장착된 절삭 블레이드(58)의 외주부를 촬상한다. 그리고, 촬상 유닛(94)에 의해서 취득된 절삭 블레이드(58)의 외주부의 화상(촬상 화상)이 화상 취득부(132a)에 입력된다.
도 7(A)는, 촬상 화상(140)을 도시하는 화상도이다. 촬상 화상(140)은, 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)에 대응하는 상을 포함한다. 또한, 촬상 화상(140)의 좌우 방향은 X축 방향에 대응하고, 촬상 화상(140)의 상하 방향은 Z축 방향에 대응한다. 촬상 유닛(94)으로부터 화상 취득부(132a)에 촬상 화상(140)이 입력되면, 화상 취득부(132a)는 기억부(136)에 촬상 화상(140)을 기억한다.
또한, 절삭 블레이드(58)를 회전시키면서 촬상 유닛(94)으로 절삭 블레이드(58)의 외주부를 복수 회 촬상하는 것에 의해, 복수의 촬상 화상(140)을 취득해도 좋다. 예를 들어, 절삭 블레이드(58)가 1회전할 때까지 촬상 유닛(94)으로 절삭 블레이드(58)의 외주부를 연속적으로 촬상한다. 이 경우, 절삭 블레이드(58)의 외주부 전체 영역분의 촬상 화상(140)이 취득된다.
도 7(B)는, 합성 화상(142)을 도시하는 화상도이다. 촬상 유닛(94)에 의해서 복수의 촬상 화상(140)이 취득되는 경우, 화상 취득부(132a)는, 복수의 촬상 화상(140)을 연결하여 합성하는 것에 의해, 절삭 블레이드(58)의 외주부 전역을 도시하는 합성 화상(142)을 생성해도 좋다. 합성 화상(142)에는, 복수의 돌기부(60)의 상이 포함된다. 그리고, 화상 취득부(132a)는 합성 화상(142)을 기억부(136)에 기억한다.
또한, 판정부(132)는, 촬상 화상(140) 또는 합성 화상(142)에 화상 처리를 실시하는 화상 처리부(132b)를 포함한다. 화상 처리부(132b)는, 기억부(136)에 기억된 촬상 화상(140) 또는 합성 화상(142)에 화상 처리를 실시하는 것에 의해, 절삭 유닛(20a)에 장착되어 있는 절삭 블레이드(58)의 방향의 판정에 필요한 정보를 촬상 화상(140) 또는 합성 화상(142)으로부터 추출한다. 또한, 화상 처리부(132b)에 의한 화상 처리의 구체예에 대해서는 후술한다.
또한, 판정부(132)는, 화상 처리의 결과에 기초하여 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정하는 방향 판정부(132c)를 포함한다. 방향 판정부(132c)는, 화상 처리부(132b)로부터 출력된 정보에 기초하여, 절삭 블레이드(58)가 정장착 상태인지 오장착 상태인지를 판정한다. 정장착 상태는, 돌기부(60)의 제1 면(60a)이 제2 면(60b)보다 절삭 블레이드(58)의 회전 방향 전방에 위치되도록 절삭 블레이드(58)가 장착된 상태에 상당한다(도 5(A) 및 도 5(B) 참조). 한편, 오장착 상태는, 돌기부(60)의 제1 면(60a)이 제2 면(60b)보다 절삭 블레이드(58)의 회전 방향 후방에 위치되도록 절삭 블레이드(58)가 장착된 상태에 상당한다.
또한, 방향 판정부(132c)는, 절삭 블레이드(58)가 정장착 상태인 취지를 나타내는 신호(정장착 신호), 또는 절삭 블레이드(58)가 오장착 상태인 취지를 나타내는 신호(오장착 신호)를, 판정 결과로서 구동 제어부(134)에 출력한다. 그리고, 구동 제어부(134)는, 판정부(132)의 판정 결과에 기초하여 절삭 장치(2)의 각 구성 요소의 동작을 제어한다.
구체적으로는, 방향 판정부(132c)로부터 구동 제어부(134)에 정장착 신호가 입력되면, 구동 제어부(134)는 절삭 장치(2)의 각 구성 요소에 제어 신호를 출력하고, 절삭 블레이드(58)에 의한 피가공물(11)의 절삭을 절삭 장치(2)에 실행시킨다. 이에 의해, 올바른 방향으로 장착된 절삭 블레이드(58)에 의해 피가공물(11)이 절삭된다.
한편, 방향 판정부(132c)로부터 구동 제어부(134)에 오장착 신호가 입력되면, 구동 제어부(134)는 절삭 장치(2)의 각 구성 요소에 제어 신호를 출력하여, 절삭 장치(2)에 의한 피가공물(11)의 절삭을 일시적으로 중지한다. 또한, 구동 제어부(134)는, 표시 유닛(52) 및 통지 유닛(54)에 제어 신호를 출력하여, 절삭 블레이드(58)가 잘못된 방향으로 장착되어 있다는 취지를 오퍼레이터에게 알리는 경고를 발신시킨다. 예를 들어, 구동 제어부(134)는, 표시 유닛(52)에 절삭 블레이드(58)가 잘못된 방향으로 장착되어 있다는 취지를 알리는 메시지를 표시시킴과 함께, 통지 유닛(54)(표시등)을 점등 또는 점멸시킨다.
다음에, 상기 절삭 장치(2)를 이용하여 절삭 블레이드(58)의 장착 방향을 판정하는 절삭 블레이드의 판정 방법에 대해서, 도 6∼도 9를 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서는 일례로서, 판정부(132)가, 돌기부(60)의 제1 면(60a) 및 제2 면(60b)(도 2(B) 참조)의 치수에 기초하여 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정하는 경우에 대해 상세히 서술한다.
먼저, 촬상 유닛(94)으로 절삭 블레이드(58)의 외주부를 촬상하고, 촬상 화상(140)(도 7(A) 참조)을 취득하는 촬상 처리가 실행된다. 예를 들어, 절삭 블레이드(58)를 회전시키면서 촬상 유닛(94)으로 절삭 블레이드(58)의 외주부를 복수 회 촬상하는 것에 의해, 복수의 촬상 화상(140)을 취득한다. 촬상 유닛(94)에 의해 취득된 복수의 촬상 화상(140)은, 화상 취득부(132a)에 입력된다. 그리고, 화상 취득부(132a)는, 복수의 촬상 화상(140)을 합성하는 것에 의해, 복수의 돌기부(60)의 상을 포함하는 합성 화상(142)(도 7(B) 참조)을 생성하여, 기억부(136)에 기억한다.
다음으로, 화상 처리부(132b)가, 절삭 블레이드(58)의 선단(날끝)의 위치를 검출하는 날끝 위치 검출 처리를 실행한다. 도 8(A)는, 날끝 위치 검출 처리가 실시되는 합성 화상(142)의 일부를 도시하는 화상도이다.
날끝 위치 검출 처리에서는, 먼저, 기억부(136)에 기억되어 있는 합성 화상(142)이 화상 처리부(132b)에 의해 판독되고, 화상 처리부(132b)는 합성 화상(142)에 2치화 처리를 실시한다. 이에 의해, 합성 화상(142)에 나타나 있는 절삭 블레이드(58)의 윤곽이 판별되기 쉬워진다. 다만, 합성 화상(142)의 콘트라스트가 충분히 높은 경우에는, 2치화 처리를 생략해도 된다.
계속해서, 화상 처리부(132b)는, 합성 화상(142)의 좌단의 행의 화소(1행째의 화소)의 계조를 위로부터 아래(-Z 방향)를 향해 차례로 검출하고, 각 화소가 백색 표시인지 흑색 표시인지를 판정한다. 그리고, 화상 처리부(132b)는, 화소의 표시가 백색 표시로부터 흑색 표시로 전환된 지점의 좌표를, 절삭 블레이드(58)의 선단의 좌표로서 기록한다. 그 후, 2행째 이후의 화소에 대하여 같은 처리를 반복한다. 이에 의해, 절삭 블레이드(58)의 선단 위치를 도시하는 좌표의 집합이 취득된다.
다음에, 화상 처리부(132b)는, 합성 화상(142) 중 절삭 블레이드(58)의 치수의 검출을 행하는 범위를 설정하는 검출 범위 설정 처리를 실행한다. 도 8(B)는, 검출 범위 설정 처리가 실시되는 합성 화상(142)의 일부를 도시하는 화상도이다.
예를 들어, 화상 처리부(132b)는, 날끝 위치 검출 처리에 의해 취득된 절삭 블레이드(58)의 선단 위치의 좌표를 참조하여, Z 좌표의 최소치(Zmin)와 최대치(Zmax)를 특정한다. 그리고, 화상 처리부(132b)는, 합성 화상(142) 중 Z 좌표가 Zmin 이상 Zmax 이하인 범위를, 절삭 블레이드(58)의 치수의 검출에 이용되는 검출 범위로 설정한다. 이 검출 범위에는 복수의 돌기부(60)의 상이 포함된다.
또한, 화상 처리부(132b)는, 후술하는 극치 특정 처리에 있어서 사용되는 임계치를 설정한다. 예를 들어, 화상 처리부(132b)는, Zmin과 Zmax의 평균치(Zave)를 산출하고, Zmin과 Zave 사이의 소정의 값을 제1 임계치(Zth1), Zmax과 Zave 사이의 소정의 값을 제2 임계치(Zth2)로 설정한다.
다음에, 화상 처리부(132b)는, 절삭 블레이드(58)의 선단 위치의 좌표의 극대치 및 극소치를 특정하는 극치 특정 처리를 실행한다. 도 8(C)는, 극치 특정 처리가 실시되는 합성 화상(142)의 일부를 도시하는 화상도이다.
예를 들어, 화상 처리부(132b)는, 절삭 블레이드(58)의 선단 위치의 Z 좌표를, 합성 화상(142)의 좌단으로부터 우단(-X 방향)을 향해 순서대로 판독한다. 이 때 화상 처리부(132b)는, Z 좌표의 극대치를 검출하는 모드(극대치 검출 모드)와 Z 좌표의 극소치를 검출하는 모드(극소치 검출 모드)를 전환하면서, 절삭 블레이드(58)의 선단 위치의 Z 좌표를 판독한다.
구체적으로는, 우선, 화상 처리부(132b)는 극대치 검출 모드로 절삭 블레이드(58)의 선단 위치의 Z 좌표를 -X 방향으로 순서대로 판독한다. 그리고, 절삭 블레이드(58)의 선단 위치의 Z 좌표가 제1 임계치(Zth1)이하가 되면, 극대치 검출 모드로부터 극소치 검출 모드로 전환되고, 화상 처리부(132b)는 극대치 검출 모드로 설정되어 있던 동안에 판독한 Z 좌표의 최대치를 특정한다. 이 최대치를 취하는 지점(극대점(142a))의 좌표가, 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 선단(60c)(도 2(B) 참조)의 좌표로서 기록된다.
다음에, 화상 처리부(132b)는 극소치 검출 모드로 절삭 블레이드(58)의 선단 위치의 Z 좌표를 -X 방향을 따라 순서대로 판독한다. 그리고, 절삭 블레이드(58)의 선단 위치의 Z 좌표가 제2 임계치(Zth2)이상이 되면, 극소치 검출 모드로부터 극대치 검출 모드로 전환되고, 화상 처리부(132b)는 극소치 검출 모드로 설정되어 있던 동안에 판독한 Z 좌표의 최소치를 특정한다. 이 최소치를 취하는 지점(극소점(142b))의 좌표가, 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 바닥(60d)(도 2(B) 참조)의 좌표로서 기록된다.
상기 처리를 반복하는 것에 의해, 합성 화상(142)에 포함되는 복수의 극대점(142a) 및 복수의 극소점(142b)의 좌표가 특정된다. 또한, 상기에서는, 극대치 검출 모드와 극소치 검출 모드의 전환 타이밍을 정의하는 임계치로서 2치의 임계치(Zth1, Zth2)를 이용하는 경우에 관해 설명하였지만, 임계치는 1치라도 좋다. 예를 들어, 임계치로서 Zave(도 8(B) 참조)를 사용할 수도 있다.
다만, 복수의 촬상 화상(140)(도 7(A) 참조)을 합성하여 합성 화상(142)을 생성하면, 촬상 화상(140)의 이음매에 있어서 절삭 블레이드(58)의 상이 불연속이 되고, 현실의 절삭 블레이드(58)에는 존재하지 않는 미세한 단차부가 합성 화상(142)에 표시되는 경우가 있다. 그리고, 만일 임계치가 1치(Zave 등)이며, 또한 상기 단차부의 Z 좌표가 임계치와 중첩되면, 단차부에 있어서 잘못해서 극대치 검출 모드로부터 극소치 검출 모드로의 전환과 극소치 검출 모드로부터 극대치 검출 모드로의 전환이 발생하여, 단차부의 상단 및 하단이 극대점(142a) 및 극소점(142b)으로서 오검출되어 버리는 경우가 있다. 이에 대해, 2치의 임계치(Zth1, Zth2)를 설정하고, 상기한 단차부가 Zth1, Zth2의 양쪽과 중첩하지 않도록 Zth1, Zth2의 차를 조절해 두면, 단차에서의 극치의 오검출을 회피할 수 있다.
계속해서, 화상 처리부(132b)는, 극대점(142a) 및 극소점(142b)의 좌표에 기초하여, 돌기부(60)의 제1 면(60a) 및 제2 면(60b)(도 2(B) 참조)의 치수를 산출하는 치수 산출 처리를 실행한다. 예를 들어, 화상 처리부(132b)는, 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 선단(60c)과 바닥(60d)(도 2(B) 참조)의 거리에 대응하는 값을 산출한다. 도 9는, 치수 산출 처리가 실시되는 합성 화상(142)의 일부를 도시하는 화상도이다.
먼저, 화상 처리부(132b)는, 소정의 극대점(142a)과, 그 극대점(142a)의 우측에 인접하는 극소점(142b)의 X축 방향에 있어서의 거리(D1)를 산출한다. 다음에, 화상 처리부(132b)는, 거리(D1)의 산출에 이용된 극소점(142b)과, 그 극소점(142b)의 우측에 인접하는 극대점(142a)의 X축 방향에 있어서의 거리(D2)를 산출한다. 또한, 화상 처리부(132b)는 거리(D2)의 산출에 사용된 극대점(142a)과, 그 극대점(142a)의 우측에 인접하는 극소점(142b)의 X축 방향에 있어서의 거리(D1)를 산출한다.
상기 처리를 모든 극대점(142a) 및 극소점(142b)에 대하여 실시하는 것에 의해, 복수의 거리(D1)및 거리(D2)가 산출된다. 그리고, 화상 처리부(132b)는, D1의 평균치와 D2의 평균치를 산출하고, 방향 판정부(132c)에 출력한다. 또한, 화상 처리부(132b)는, D1의 합계치와 D2의 합계치를 방향 판정부(132c)에 출력해도 된다.
다음에, 방향 판정부(132c)가, 화상 처리부(132b)로부터 입력된 값에 기초하여 절삭 유닛(20a)에 장착되어 있는 절삭 블레이드(58)의 방향을 특정하는 방향 특정 처리를 실행한다. 예를 들어, 방향 판정부(132c)는, D1의 평균치(또는 합계치)와 D2의 평균치(또는 합계치)를 비교하고, 양자의 대소 관계에 기초하여 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정한다.
구체적으로는, 절삭 블레이드(58)가, 돌기부(60)의 제1 면(60a)이 제2 면(60b)보다 절삭 블레이드(58)의 회전 방향 전방에 위치되도록 절삭 유닛(20a)에 장착되어 있는 경우에는(도 5(A) 참조), 도 9에 도시된 바와 같은 합성 화상(142)이 얻어진다. 그리고, 극대점(142a)으로부터 극소점(142b)까지의 거리에 대응하는 D1의 평균치는, 극소점(142b)으로부터 극대점(142a)까지의 거리에 대응하는 D2의 평균치보다도 작아진다. 이 경우, 방향 판정부(132c)는, 절삭 블레이드(58)가 올바른 방향으로 장착되어 있는 상태(정장착 상태)라고 판정하고, 구동 제어부(134)에 정장착 신호를 출력한다.
한편, 절삭 블레이드(58)가 잘못하여, 돌기부(60)의 제1 면(60a)이 제2 면(60b)보다 절삭 블레이드(58)의 회전 방향 후방에 위치되도록 절삭 유닛(20a)에 장착되어 있는 경우에는, 도 9에 도시된 합성 화상(142)을 좌우 반전시킨 것과 같은 합성 화상을 얻을 수 있다. 그리고, 극대점(142a)으로부터 극소점(142b)까지의 거리에 대응하는 D1의 평균치는, 극소점(142b)으로부터 극대점(142a)까지의 거리에 대응하는 D2의 평균치보다도 커진다. 이 경우, 방향 판정부(132c)는, 절삭 블레이드(58)가 잘못된 방향으로 장착되어 있는 상태(오장착 상태)라고 판정하고, 구동 제어부(134)에 오장착 신호를 출력한다.
예를 들어, 기억부(136)에는, 돌기부(60)의 치수와 절삭 블레이드(58)의 상태(정장착 상태 또는 오장착 상태)의 관계를 도시하는 참조 정보가 미리 기억되어 있다. 그리고, 방향 판정부(132c)는, 화상 처리부(132b)로부터 입력된 치수값과 참조 정보에 기초하여, 절삭 블레이드(58)가 정장착 상태인지 오장착 상태인지를 판정한다.
이상과 같이, 화상 처리부(132b)는, 촬상 유닛(94)에 의해 촬상된 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 치수에 대응하는 값을 산출한다. 그리고, 방향 판정부(132c)는, 화상 처리부(132b)에 의해 산출된 치수값에 기초하여, 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정한다.
또한, 화상 처리부(132b)에 의해서 산출되는 값은, 거리(D1)의 평균치(또는 합계치) 및 거리(D2)의 평균치(또는 합계치)에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화상 처리부(132b)는, 극대점(142a)으로부터 극소점(142b)까지의 직선 거리와 극소점(142b)으로부터 극대점(142a)까지의 직선 거리를 산출하여, 방향 판정부(132c)에 출력해도 된다.
상기 판정부(132)에 의한 판정은, 기억부(136)(메모리)에 기억된 프로그램을 실행하는 것에 의해 실현된다. 구체적으로는, 기억부(136)에는, 촬상 유닛(94) 및 판정부(132)에 의해 실행되는 각 처리를 기술하는 프로그램이 기억된다. 그리고, 제어 유닛(56)은, 기억부(136)로부터 프로그램을 판독하여 실행하는 것에 의해, 절삭 블레이드(58)의 방향의 판정을 자동으로 실행한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 절삭 장치는, 촬상 유닛(94)에 의해 취득된 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 화상에 기초하여, 절삭 유닛(20a)에 장착된 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정할 수 있다. 이에 의해, 절삭 블레이드(58)가 잘못된 방향으로 장착된 채로 피가공물(11)의 절삭이 속행되는 것을 회피할 수 있어, 절삭 블레이드(58)의 오장착에 의한 가공 불량의 발생이 방지된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 판정부(132)가, 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 치수에 기초하여 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정하는 예에 대해서 설명하였다. 다만, 절삭 블레이드(58)의 방향의 판정 방법은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 판정부(132)는 돌기부(60)의 제1 면(60a) 및 제2 면(60b)의 경사에 기초하여 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정할 수도 있다. 이하, 도 6, 도 10(A)∼도 10(C)를 참조하면서, 절삭 블레이드의 판정 방법의 다른 예에 대해 설명한다.
먼저, 상술한 순서에 따라, 절삭 블레이드(58)의 외주부를 촬상 유닛(94)에 의해 연속적으로 촬상하여, 복수의 촬상 화상을 취득한다. 그리고, 화상 취득부(132a)는, 복수의 촬상 화상을 연결시켜 합성 화상을 생성하고, 기억부(136)에 기억한다.
도 10(A)는, 복수의 촬상 화상(150)을 합성하는 것에 의해 생성된 합성 화상(152)을 도시하는 화상도이다. 또한, 도 10(A)에는, 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 제1 면(60a) 및 제2 면(60b)이 정면에서 보아 대략 직선형인 경우의 합성 화상(152)을 도시하고 있다.
다음에, 화상 처리부(132b)는, 기억부(136)에 기억되어 있는 합성 화상(152)을 판독하고, 합성 화상(152)에 2치화 처리를 실시한다. 다만, 합성 화상(152)의 콘트라스트가 충분히 높은 경우에는, 2치화 처리를 생략해도 된다.
계속해서, 화상 처리부(132b)는, 합성 화상(152)에 에지를 검출하는 화상 처리를 실시하는 것에 의해, 절삭 블레이드(58)의 선단(날끝)을 검출하는 에지 검출 처리를 실행한다. 예를 들어, 합성 화상(152)에 에지 검출 처리가 실시되면, 합성 화상(152)의 화소의 표시가 백색 표시로부터 흑색 표시로 전환되는 지점을 백색, 합성 화상(152)의 그 밖의 영역을 흑색으로 표시하는 에지 검출 화상이 생성된다.
도 10(B)는, 에지 검출 화상(154)을 나타내는 화상도이다. 에지 검출 화상(154)에는, 합성 화상(152)에 포함되는 에지를 나타내는 에지 라인(154a)이 표시된다. 에지 라인(154a)은, 절삭 블레이드(58)의 선단의 형상에 상당한다.
계속해서, 화상 처리부(132b)는 에지 검출 화상(154)에 대하여 화상 처리를 실시하는 것에 의해, 에지 라인(154a)에 포함되는 직선 성분을 추출하는 직선 추출 처리를 실행한다. 도 10(C)는, 직선 추출 처리가 실시되는 에지 검출 화상(154)을 도시하는 화상도이다.
에지 라인(154a)에는, 절삭 블레이드(58)의 제1 면(60a)(도 2(B) 참조)에 대응하는 복수의 제1 직선(156a)의 성분과, 절삭 블레이드(58)의 제2 면(60b)(도 2(B) 참조)에 대응하는 복수의 제2 직선(156b)의 성분이 포함된다. 또한, 제1 직선(156a)의 Z축 방향에 대한 경사각은, 제2 직선(156b)의 Z축 방향에 대한 경사각보다도 작다. 즉, 제1 직선(156a)과 제2 직선(156b)은, 각도(경사각)에 기초하여 구별할 수 있다.
화상 처리부(132b)는 에지 검출 화상(154)에 직선 추출 처리를 실시하는 것에 의해, 에지 라인(154a)에 포함되는 복수의 직선을 추출한다. 또한, 화상 처리부(132b)는, 추출된 복수의 직선의 각도를 특정하고, 복수의 직선을 제1 직선(156a)과 제2 직선(156b)으로 분류한다.
예를 들어, 화상 처리부(132b)는, 에지 검출 화상(154)에 하프 변환 처리를 실시한다. 이에 의해, 에지 라인(154a)에 포함되는 복수의 직선이 추출됨과 함께, 각 직선의 각도가 특정된다. 또한, 화상 처리부(132b)는, 추출된 직선의 각도를 미리 설정된 임계치와 비교하는 것에 의해, 복수의 직선을 제1 직선(156a)과 제2 직선(156b)으로 분류한다. 그리고, 예를 들어, 화상 처리부(132b)는, 제1 직선(156a)의 각도의 평균치와 제2 직선(156b)의 각도의 평균치를, 방향 판정부(132c)로 출력한다.
방향 판정부(132c)는, 화상 처리부(132b)로부터 입력된 값(제1 직선(156a) 및 제2 직선(156b)의각도)에 기초하여, 절삭 유닛(20a)에 장착되어 있는 절삭 블레이드(58)의 방향을 특정하는 방향 특정 처리를 실행한다. 예를 들어, 방향 판정부(132c)는, 제1 직선(156a)에 대한 제2 직선(156b)의 경사 방향에 기초하여, 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정한다.
구체적으로는, 절삭 블레이드(58)가, 돌기부(60)의 제1 면(60a)이 제2 면(60b)보다 절삭 블레이드(58)의 회전 방향 전방에 위치되도록 절삭 유닛(20a)에 장착되어 있는 경우에는(도 5(A) 참조), 도 10(C)에 도시된 바와 같은 에지 검출 화상(154)이 얻어진다. 그리고, 에지 검출 화상(154)에 있어서는, 제1 직선(156a)에 대하여 제2 직선(156b)이 시계 방향으로 소정의 각도분만큼 경사져 있다. 이 경우, 방향 판정부(132c)는, 절삭 블레이드(58)가 올바른 방향으로 장착되어 있는 상태(정장착 상태)라고 판정하고, 구동 제어부(134)에 정장착 신호를 출력한다.
한편, 절삭 블레이드(58)가 잘못하여, 돌기부(60)의 제1 면(60a)이 제2 면(60b)보다 절삭 블레이드(58)의 회전 방향 후방에 위치되도록 절삭 유닛(20a)에 장착되어 있는 경우에는, 도 10(C)에 도시된 에지 검출 화상(154)을 좌우 반전시킨 것과 같은 에지 검출 화상이 얻어진다. 그리고, 이 에지 검출 화상에 있어서는, 제1 직선(156a)에 대하여 제2 직선(156b)이 반시계 방향으로 소정의 각도분만큼 경사져 있다. 이 경우, 방향 판정부(132c)는, 절삭 블레이드(58)가 잘못된 방향으로 장착되어 있는 상태(오장착 상태)라고 판정하여, 구동 제어부(134)에 오장착 신호를 출력한다.
이상과 같이, 화상 처리부(132b)는, 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 제1 면(60a) 및 제2 면(60b)에 대응하는 제1 직선(156a) 및 제2 직선(156b)을 추출해도 좋다. 이 경우, 방향 판정부(132c)는, 화상 처리부(132b)에 의해 추출된 제1 직선(156a) 및 제2 직선(156b)의 경사의 관계에 기초하여 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정한다.
또한, 판정부(132)는, 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 화상과 참조 화상을 비교한 결과에 기초하여, 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정할 수도 있다. 즉, 판정부(132)는, 패턴 매칭에 의해 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정하여도 좋다. 이하, 도 6, 도 11(A)∼도 11(C)를 참조하면서, 절삭 블레이드의 판정 방법의 다른 예에 대해 설명한다.
우선, 제어 유닛(56)의 기억부(136)에, 미리 취득된 참조 화상이 기억된다. 참조 화상으로서는, 절삭 블레이드(58)가 정장착 상태인 경우에 촬상 유닛(94)으로 절삭 블레이드(58)의 외주부를 촬상하는 것에 의해 취득되는 돌기부(60)의 화상이 이용된다. 도 11(A)는, 참조 화상(160)을 도시하는 화상도이다.
그리고, 절삭 블레이드(58)의 장착 방향을 판정할 때에는, 우선, 절삭 블레이드(58)의 외주부를 촬상 유닛(94)에 의해 촬상하여, 촬상 화상을 취득한다. 이에 의해, 절삭 유닛(20a, 20b)에 장착되어 있는 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 화상이 취득된다.
도 11(B)는, 정장착 상태의 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 촬상 화상(162a)을 도시하는 화상도이고, 도 11(C)는, 오장착 상태의 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 촬상 화상(162b)을 도시하는 화상도이다. 촬상 유닛(94)으로 절삭 블레이드(58)의 외주부를 촬상하면, 절삭 블레이드(58)의 장착 상태에 따라 촬상 화상(162a) 또는 촬상 화상(162b)이 취득된다. 그리고, 화상 취득부(132a)는, 취득된 촬상 화상(162a) 또는 촬상 화상(162b)을 기억부(136)에 기억한다.
다음에, 화상 처리부(132b)는, 기억부(136)에 기억되어 있는 참조 화상(160)과 촬상 화상(162a) 또는 촬상 화상(162b)을 판독하고, 양자의 유사도를 산출한다. 여기서, 절삭 블레이드(58)가 올바르게 장착되어 있는 경우에는, 촬상 화상(162a)이 취득되고, 촬상 화상(162a)이 참조 화상(160)과 비교된다. 그 결과, 높은 유사도가 산출된다. 한편, 절삭 블레이드(58)가 잘못 장착되어 있는 경우에는, 촬상 화상(162b)이 취득되고, 촬상 화상(162b)이 참조 화상(160)과 비교된다. 그 결과, 낮은 유사도가 산출된다. 그리고, 화상 처리부(132b)는, 참조 화상(160)과 촬상 화상(162a) 또는 촬상 화상(162b)의 비교 결과(유사도)를 방향 판정부(132c)로 출력한다.
방향 판정부(132c)는, 참조 화상(160)과 촬상 화상(162a) 또는 촬상 화상(162b)의 비교 결과에 기초하여, 절삭 블레이드(58)의 장착 방향을 특정한다. 예를 들어, 기억부(136)에는 미리 유사도의 임계치가 기억되어 있고, 방향 판정부(132c)는 화상 처리부(132b)로부터 입력된 유사도와 기억부(136)로부터 판독된 임계치를 비교한다. 그리고, 화상 처리부(132b)에 의해 산출된 유사도가 임계치 이상인 경우에는, 방향 판정부(132c)는 절삭 블레이드(58)가 올바르게 장착되어 있다고 판정한다. 한편, 화상 처리부(132b)에 의해 산출된 유사도가 임계치 미만인 경우에는, 방향 판정부(132c)는 절삭 블레이드(58)가 잘못 장착되어 있다고 판정한다.
이상과 같이, 화상 처리부(132b)는, 촬상 유닛(94)에 의해 촬상된 절삭 블레이드(58)의 돌기부(60)의 화상과 참조 화상을 비교해도 좋다. 이 경우, 방향 판정부(132c)는, 돌기부(60)의 화상과 참조 화상을 비교한 결과에 기초하여 절삭 블레이드(58)의 방향을 판정한다.
그 밖에, 상기 실시 형태에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
11 피가공물
13 테이프(다이싱 테이프)
15 프레임
2 절삭 장치
4 베이스
4a, 4b, 4c 개구
6 카세트 지지대
8 카세트
10 척 테이블(유지 테이블)
10a 유지면
12 이동 기구
14 테이블 커버
16 방진 방적 커버
18 클램프
20a, 20b: 절삭 유닛
22 지지 구조
24a, 24b 이동 기구
26 Y축 가이드 레일
28a, 28b Y축 이동 플레이트
30a, 30b Y축 볼 나사
32 Y축 펄스 모터
34a, 34b Z축 가이드 레일
36a, 36b Z축 이동 플레이트
38a, 38b Z축 볼 나사
40a, 40b Z축 펄스 모터
42 촬상 유닛
44 세정 유닛
46 스피너 테이블
46a 유지면
48 노즐
50 커버
52 표시 유닛(표시부, 표시 장치)
54 통지 유닛(통지부, 통지 장치)
56 제어 유닛(제어부, 제어 장치)
58 절삭 블레이드
58a 개구
60 돌기부(볼록부, 톱날)
60a 제1 면(절삭면)
60b 제2 면(여유면)
60c 선단
60d 바닥(날 바닥)
62 하우징
64 스핀들
64a 개구
64b 나사 홈
66 블레이드 마운트
66a 개구
68 플랜지부
68a 표면
68b 볼록부
70 보스부(지지축)
70a 나사 홈
72 고정 볼트
74 플랜지(가압 플랜지)
74a 개구
76 고정 너트
78 블레이드 커버
80 본체부
82 슬라이드 커버
84 에어 실린더
86 연결구
88 연결구
90 연결구
92 노즐
94 촬상 유닛
100 발광부
102 케이싱
104 광원
106 집광 렌즈
108 미러
110 수광부
112 현미경
114 케이싱
116 미러
118,120 볼록 렌즈
122 카메라
124 기체 공급로
126 기체 공급원
130 처리부
132 판정부
132a 화상 취득부
132b 화상 처리부
132c 방향 판정부
134 구동 제어부
136 기억부
140 촬상 화상
142 합성 화상
142a 극대점
142b 극소점
150 촬상 화상
152 합성 화상
154 에지 검출 화상
154a 에지 라인
156a 제1 직선
156b 제2 직선
160 참조 화상
162a,162b 촬상 화상

Claims (4)

  1. 피가공물을 절삭하는 절삭 장치로서,
    상기 피가공물을 유지면으로 유지하는 척 테이블과,
    상기 유지면으로 유지된 상기 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드가 선단부에 장착되는 스핀들을 갖는 절삭 유닛과,
    상기 절삭 유닛에 장착된 상기 절삭 블레이드의 외주부를 촬상하는 촬상 유닛과,
    상기 절삭 블레이드의 방향을 판정하는 판정부를 구비하고,
    상기 절삭 블레이드의 외주부에는, 상기 절삭 블레이드로 상기 피가공물을 절삭할 때에 발생하는 절삭 부스러기를 송출하는 제1 면과, 상기 제1 면에 접속된 제2 면을 포함하는 복수의 돌기부가 설치되고,
    상기 판정부는, 상기 촬상 유닛에 의해 취득된 상기 돌기부의 화상에 기초하여, 상기 절삭 유닛에 장착된 상기 절삭 블레이드의 방향을 판정하는 것을 특징으로 하는, 절삭 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판정부는, 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 상기 돌기부의 상기 제1 면 및 상기 제2 면의 치수에 기초하여 상기 절삭 블레이드의 방향을 판정하는 것을 특징으로 하는, 절삭 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 판정부는, 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 상기 돌기부의 상기 제1 면 및 상기 제2 면의 경사에 기초하여 상기 절삭 블레이드의 방향을 판정하는 것을 특징으로 하는, 절삭 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 판정부는, 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 상기 돌기부의 화상과 참조 화상을 비교한 결과에 기초하여 상기 절삭 블레이드의 방향을 판정하는 것을 특징으로 하는, 절삭 장치.
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